BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Dasar Teori - Penerapan Media Animasi Berbasis Komputer Menggunakan 3D Studio Max Dan Macromedia Flash Pada Pokok Bahasan Teori Kinetik Gas Kelas XI Semester II Di SMAN-2 Palangka Raya Tahun Ajaran 2013/2014 - Digital Library IAIN

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Dasar Teori

1. Pengertian Media

Kata media berasal dari bahasa latin medius yang secara harfiah berarti “tengah”, “perantara” atau “pengantar”. 1 Dalam bahasa arab, media

adalah perantara atau pengantar pesan dari pengirim kepada penerima pesan. 2

Association for Education and Communication Technology (AECT) mendefinisikan media yaitu segala bentuk yang dipergunakan

untuk suatu proses penyaluran informasi. 3 Sedangkan Education Association (NEA) mendefinisikan sebagai benda yang dapat

dimanipulasikan, dilihat, didengar, dibaca atau dibicarakan beserta instrumen yang dipergunakan dengan baik dalam kegiatan belajar

mengajar, dapat mempengaruhi efektifitas program intruksional. 4 Gerlach & Ely mengatakan bahwa media apabila dipahami secara

garis besar adalah manusia, materi atau kejadian yang membangun kondisi yang membuat siswa mampu memperoleh pengetahuan, keterampilan, atau

sikap. 5 Dalam pengertian ini, guru, buku teks, dan lingkungan sekolah merupakan media. Secara lebih khusus, pengertian media dalam proses

1 Azhar Arsyad, media pengajaran, Jakarta : Rajawali Pers, 2011, h. 3 2 Ibid 3 Asnawir dan Basyiruddin Usman, Media Pembelajaran, Jakarta : Ciputat Pers, 2002,

h.11 4 Ibid

5 Azhar Arsyad, media pengajaran, Jakarta : Rajawali Pers, 2011, h. 3 5 Azhar Arsyad, media pengajaran, Jakarta : Rajawali Pers, 2011, h. 3

informasi visual atau verbal. 6

2. Media Pembelajaran Dalam Pandangan Islam

Penggunaan media pembelajaran pada tahap orientasi pengajaran akan sangat membantu kefektifan proses pembelajaran dan penyampaian pesan dan isi pelajaran pada saat itu. Disamping membangkitkan motivasi dan minat siswa, media pengajaran juga dapat membantu siswa meningkatkan pemahaman, menyajikan data dengan menarik dan terpercaya, memudahkan penafsiran data, dan memadatkan informasi. sejalan dengan uraian ini, Yunus dalam bukunya Attarbiyatu watta’liim mengungkapkan sebagai berikut:

Maksudnya : bahwasanya media pengajaran paling besar pengaruhnya bagi indera dan lebih dapat menjamin pemahaman…

orang yangmendengarkan saja tidaklah sama tingkat pemahamannya dengan lamanya bertahan apa yang dipahaminya dibandingkan dengan mereka yang melihat, atau melihat dan mendengarnya. Ibrahim menjelaskan betapa pentingnya media pengajaran karena:

6 Ibid

Maksudnya : Media pengajaran membawa dan membangkitkan rasa senang dan gembira bagi murid-murid dan memperbarui semangat mereka… membantu memantapkan pengetahuan pada benak para siswa serta menghidupkan pelajaran. 7

Para Nabi menyebarkan agama kepada kaumnya atau kepada umat manusia bertindak sebagai guru-guru yang baik. Usaha Nabi dalam menanamkan aqidah agama yang dibawanya dapat diterima dengan mudah oleh umatnya, dengan menggunakan media yang tepat yakni melalui media perbuatan Nabi sendiri, dan dengan jalan memberikan contoh teladan yang baik. Sebagai contoh teladan yang bersifat uswatun hasanah,

Nabi selalu menunjukkan sifat-sifat yang terpuji. 8 Allah SWT berfirman:

Artinya : Sesungguhnya Telah ada pada (diri) Rasulullah itu suri teladan yang baik bagimu (yaitu) bagi orang yang mengharap (rahmat) Allah dan (kedatangan) hari kiamat dan dia banyak menyebut

Allah. 9

7 Azhar Arsyad,M.A,Media Pembelajaran, Jakarta: Rajawali Pers,h.16 8 Asnawir & Basyiruddin Ustman, Media Pembelajaran, Jakarta : Ciputat Press, 2002,

h. 115 9 Al Ahzab [33] : 21

3. Kedudukan Media Dalam Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran merupakan sistem yang terdiri dari beberapa komponen meliputi: tujuan, isi pembelajaran, kegiatan pembelajaran, manusia (pembelajar dan pebelajar), media/sumber belajar,

serta lingkungan. 10 Secara terorganisir komponen-komponen tersebut saling bekerja sama sesuai dengan fungsi masing-masing. Bila salah satu

komponen terganggu, akan mempengaruhi kerja komponen lain sehingga hasilnya tidak akan sesuai lagi dengan harapan semula. 11

Media merupakan salah satu komponen dalam pembelajaran, sehingga kedudukan media tidak hanya sekedar alat bantu mengajar, tetapi sebagai bagian integral dalam proses pembelajaran. Kedudukan media ini sudah jelas dalam uraian tentang hubungan antara media pembelajaran dengan komponen sistem pembelajaran sebagai wujud pemecahan masalah belajar. Bahkan kalau dikaji lebih jauh, media tidak hanya sebagai penyalur pesan yang harus dikendalikan sepenuhnya oleh sumber berupa orang, tetapi dapat juga menggantikan sebagian tugas guru sebagai penyaji

materi pelajaran. 12

4. Fungsi Media Pembelajaran

Fungsi media ditinjau dari proses pembelajaran adalah sebagai pembawa informasi dari sumber (pembelajar/guru) ke penerima

10 Rodhatul Jennah, media pembelajaran, Banjarmasin : Antasari Press, 2009, h.13 11 Ibid 12 Ibid

(pebelajar/siswa). 13 Metode adalah prosedur untuk membantu siswa dalam menerima dan memperoleh informasi guna mencapai tujuan

pembelajaran. 14 S.Gerlach dan P.Ely menjelaskan bahwa fungsi media

pembelajaran dapat bersifat:

a. Fiksatif, artinya media memiliki kemampuan untuk menangkap, menyimpan dan kemudian menampilkan kembali suatu objek atau kejadian.

b. Manipulatif, artinya menampilkan kembali objek atau kejadian dengan bermacam perubahan manipulasi sesuai keperluan, misalnya dirubah: ukurannya, benda yang besar dapat dikecilkan, benda yang kecil dapat dibesarkan, kecepatannya, warnanya, serta dapat juga diulang-ulang penyajiannya, sehingga semuannya dapat diatur untuk dibawa keruangan kelas.

c. Distributif, artinya bahwa dengan menggunakan media dapat menjangkau sasaran yang lebih luas atau media mampu menjangkau audien yang besar jumlahnya dalam satu kali penyajian secara

serempak. 15

5. Manfaat Media Pembelajaran

Berbagai manfaat media pembelajaran telah dikemukakan oleh banyak ahli. Salah satunya menurut Kemp & Dayton yang mengemukakan beberapa hasil penelitian yang menunjukkan dampak positif dari

13 Ibid, h.18 14 Ibid. 15 Ibid., h.19 13 Ibid, h.18 14 Ibid. 15 Ibid., h.19

a. Penyampaian pelajaran menjadi lebih baku.

b. Pembelajaran bisa lebih menarik.

c. Pembelajaran menjadi lebih interaktif.

d. Lama waktu pengajaran yang diperlukan dapat dipersingkat.

e. Kualitas hasil belajar dapat ditingkatkan.

f. Pembelajaran dapat diberikan kapan dan dimana diinginkan atau diperlukan.

g. Sikap positif pebelajar.

h. 16 Peran pembelajar dapat berubah kearah yang lebih positif.

5. Media Berbasis Komputer

Komputer termasuk salah satu media pembelajaran. Pengunaan komputer dalam pembelajaran merupakan aplikasi teknologi dalam pendidikan. Pada dasarnya teknologi dapat menunjang proses pencapaian tujuan pendidikan. Namun sementara ini, komputer sebagai produk teknologi khususnya di sekolah-sekolah kurang dimanfaatkan secara optimal, hanya sebatas word processing saja. Kini yang perlu diperhatikan adalah bagaimana menjadikan teknologi komputer dapat bermanfaat bagi kemajuan pendidikan.

Pengajaran fisika berbantuan komputer dapat dibuat lebih menarik lagi dengan menggunakan program adobe flash, Microsoft office excel,

16 Ibid., h.22-24 16 Ibid., h.22-24

tiga dimensi, warna yang lebih tajam, animasi dan simulasi yang dipadukan dengan teks dan suara. 18 Sehingga gejala-gejala fisis dapat

ditampilkan dengan lebih menarik dan berkesan. Penggunaan komputer ini diharapkan dapat menjadi salah satu alat untuk menyusun dan mengembangkan bahan ajar yang menarik, inovatif dan merangsang serta menantang rasa ingin tahu siswa yang kemudian dapat meningkatkan hasil

belajar siswa. 19

6. Karakteristik Media Grafis

Media grafis memiliki karakteristik sebagai berikut:

a. Pengertian Media Grafis Media grafis adalah media yang mengkombinasikan fakta dan gagasan secara jelas dan kuat melalui suatu kombinasi pengungkapan

kata-kata dan gambar. 20 Media grafis juga didefinisikan sebagai media visual yang menyajikan informasi/pesan berupa titik-titik, garis-garis,

gambar-gambar atau simbol-simbol lain, bertujuan untuk mengikhtisarkan atau menggambarkan suatu gagasan/ide, data,

keadaan atau suatu kejadian. 21

17 Ibid 18 Ibid. 19 Winarno,

Pembelajaran, 2009, Fisika. http://www.fisikavisikuwhynarnoe.blogspot.com, (on line 1 April 2013) 20 Rodhatul Jennah, MEDIA PEMBELAJARAN, Banjarmasin: Antasari Press. 2009,

h.55 21 Ibid.

b. Fungsi Media Grafis Media grafis/visual dalam proses pembelajaran memiliki fungsi antara lain:

1) Mengembangkan kemampuan visual.

2) Mengembangkan daya imajinasi anak.

3) Membantu mengembangkan dan meningkatkan penguasaan anak terhadap hal-hal yang abstrak, atau peristiwa yang tidak mungkin dihadirkan di dalam kelas.

4) 22 Mengembangkan daya kreatifitas anak.

c. Kelebihan Media Grafis Media grafis/visual dalam proses pembelajaran memiliki kelebihan antara lain:

1) Mudah diperoleh dan digunakan

2) Lebih realistik

3) Memperbesar perhatian siswa.

4) Memperjelas penyajian pesan dan informasi.

5) Membantu mengatasi keterbatasan pengamatan

6) Mengatasi keterbatasan indra ruang dan waktu (benda yang terlalu besar/kecil, peristiwa alam, dan kejadian langka). 23

d. Keterbatasan Media Grafis Media grafis/visual dalam proses pembelajaran memiliki keterbatasan antara lain:

22 Ibid. 23 Ibid., h. 56

1) Media grafis berfungsi hanya sebagai medium visual.

2) Memerlukan ketersediaan sumber, keterampilan dan kejelian guru untuk memanfaatkannya. 24

e. Macam-Macam Jenis Media Grafis Media grafis dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain sebagai berikut:

1) Bagan Bagan adalah suatu gambar berupa rangkaian titik-titik, garis-garis, gambar atau simbol visual lainnya dengan diberikan sedikit kata-

kata atau keterangan sehingga mempunyai arti. 25

a. Grafik Grafik adalah media visual yang menyajikan informasi tentang perkembangan data, perkembangan, perbandingan , gambaran keadaan, dengan menggunakan titik-titik, garis-garis, gambar-

gambar, atau simbol-simbol lainnya. 26

b. Diagram Diagram merupaan media visual yang menyajikan informasi tentang penampang dari bagian-bagian suatu objek dengan

menggunakan garis-garis atau gambar bentuk geometri tertentu. 27

24 Ibid 25 Ibid.,

h. 57 26 Ibid., h. 59 27 Ibid., h. 57 26 Ibid., h. 59 27 Ibid.,

lukisan tangan atau hasil fotografi. 28

d. Poster Poster adalah media visual yang memberikan informasi tentang idea tau gagasan yang mengajak seseorang baik secara individual maupun kelompok untuk mengikuti atau melaksanakan gagasan

tersebut. 29

e. Peta Peta dalah media visual berupa gambar yang menyajikan tentang wilayah, letak lokasi dipermukaan bumi dengan menggunakan

gambar titik-titik, garis-garis, simbol-simbol visual lainnya. 30

f. Kartun Kartun adalah media visual berupa lukisan atau gambar dilengkapi dengan satu dua kalimat yang lucu, bermaksud menyampaikan gagasan untuk menggambarkan suatu realita, atau keadaan yang

sedang berlangsung pada saat itu. 31

28 Ibid., h. 62 29 Ibid.,

h. 65 30 Ibid., h. 67 31 Ibid.,

7. Media Animasi 3D

a. Pengertian Animasi 3D Adimulyo seorang animator yang cukup terkenal di Indonesia dalam Http//www.animatorforum.org mendefinisikan animasi sebagai

“suatu sequence gambar yang diekspose pada tenggang waktu tertentu sehingga tercipta sebuah ilusi gambar bergerak”. 32 Margono dalam

Lisnawati sebagaimana dikutip oleh Ahmad Masum Riswandi, mengatakan “Untuk menggerakkan benda benda-benda mati seakan- akan bergerak sendiri sehingga tercipta nuansa pergerakan dikatakan

animasi. 33 Farah mengemukakan bahwa animasi 3D merupakan

pengembangan dari animasi sebelumnya yaitu animasi 2D. 34 Animasi 2D adalah grafik animasi yang mencakup dua dimensi yaitu dimensi

panjang dan dimensi lebar (x,y). Animasi 3D mencakup dimensi panjang, lebar dan tinggi (x,y,z) dengan menggunakan teknologi yang canggih maka objek hasil dari animasi 3D yang bergerak itu hampir

terlihat nyata. 35 Berdasarkan pendapat-pendapat para ahli mengenai pengertian

animasi 3D diatas dapat disimpulkan bahwa animasi 3D merupakan pergerakan dari benda atau objek yang mempunyai dimensi panjang,

32 Ahmad Masum Riswandi. 2012. Efektifitas Media Animasi 3D Pada Pembelajaran IPA . http://repository.upi.edu/operator/upload/s_ktp_0704937_chapter2.pdf. h.16 (on line 10 April

2013) 33 Ibid.

34 Ibid. 35 Ibid., h.17 34 Ibid. 35 Ibid., h.17

nyata. 36

b. Manfaat Animasi 3D Animasi 3D pada saat ini banyak dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan dalam berbagai kegiatan santai sampai kegiatan yang serius, sebagai fungsi utama sampai fungsi tambahan atau

pelengkap. 37 Animasi 3D dibuat berdasarkan manfaatnya yaitu sebagai perantara atau media yang digunakan untuk berbagai

kebutuhan diantaranya:

1) Media Hiburan Animasi 3D digunakan untuk menghibur penonton atau pengguna animasi tersebut, sehingga memberikan kepuasan. Animasi 3D sebagai media hiburan biasanya digarap dengan sangat serius karena sebagai produk dagangan yang memiliki harga jual. Sebagai media hiburan, animasi digarap sebagai projek. Contoh : film,

video animasi 3D. 38

2) Media Presentasi Animasi 3D digunakan untuk menarik perhatian para peserta presentasi terhadap materi yang disampaikan narasumber. Penambahan animasi 3D pada media presentasi membawa suasana presentasi tidak kaku. Penambahan animasi 3D diharapkan dapat

36 Ibid. 37 Ibid. 38 Ibid.

tercapai penyampaian informasi atau terjadinya komunikasi yang baik dalam kegiatan presentasi. Fungsi animasi 3D dalam presentasi diantaranya:

a) Menarik perhatian dengan adanya pergerakan dan suara dalam penyampaian materi presentasi.

b) Memperindah tampilan presentasi.

c) Memudahkan susunan presentasi.

d) 39 Mempermudah penggambaran dari suatu materi presentasi.

3) Media Iklan atau Promosi Animasi 3D sebagai media iklan atau promosi dibangun sedemikian rupa agar pemirsa atau penonton tertarik untuk membeli, memiliki atau mengikuti apa yang disampaikan dalam alur cerita dari animasi 3D tersebut. Contoh: Iklan Produk,

penyuluhan kesehatan, iklan layanan masyarakat. 40

4) Media Ilmu Pengetahuan Fitrianingrum mengatakan “Di dalam media Ilmu Pengetahuan, animasi 3D memiliki kemampuan untuk memaparkan sesuatu yang rumit, kompleks atau sulit untuk dijelaskan dengan gambar atau kata- kata saja”. Dalam kemampuan ini maka animasi dapat digunakan untuk menjelaskan suatu materi yang secara nyata tidak

39 Ibid., h.18 40 Ibid.

dapat terlihat oleh mata, dengan cara melakukan visualisasi maka materi yang dijelaskan dapat tergambarkan. 41

Animasi sebagai media Ilmu Pengetahuan dapat dijadikan sebagai perangkat pembelajaran yang siap kapan saja untuk mengajarkan materi yang telah dianimasikan, terutama dengan adanya teknologi interaktif pada saat ini baik melalui perangkat komputer ataupun perangkat elektronik lainnya. Pada perangkat komputer media ini dikenal dengan istilah CAI atau Computer-Aided Instruction atau

Computer-Assisted Instruction. 42 Contoh:

a) Animasi Dokumenter Dinosaurus

b) Pembelajaran Fisika

c) Pembelajaran Shalat dan Cara Baca Al-Qur’an

d) Perjalanan Dalam Dunia Maya

e) Ensiklopedia Jagad Raya

f) 43 Darah Dalam Tubuh Manusia

5) Media Bantu atau Tools Animasi sebagai media bantu (Tools) digunakan sebagai perangkat penuntun atau petunjuk dalam melakukan sesuatu. Sebagai media bantu, animasi akan terlihat menonjol atau memberikan daya tarik

atau memunculan fokus baru terhadap seuatu yang perlu dibantu. 44

41 Ibid., h.19 42 Ibid. 43 Ibid. 44 Ibid., h.20

Contoh:

a) Pedoman Penggunaan TV dan Alat Elektronik

b) Petunjuk Cara Penggunaan Aplikasi

c) 45 Petunjuk Tata Cara Penggunaan Produk

6) Media pelengkap Animasi sebagai media pelengkap digunakan sebagai tambahan ataupun hiasan pada suatu tampilan yang digunakan untuk memperindah pada objek yang ditampilkan. Contoh: Tombol

Animasi, Banner, Bingkai/Frame, Tulisan. 46

7) Penggunaan Media Animasi 3D Dalam Pembelajaran Proses belajar mengajar (PBM) sering kali dihadapkan pada materi yang abstrak dan diluar pengalaman siswa sehari-hari, sehingga materi ini sulit untuk diajarkan oleh guru dan dipahami

oleh siswa. 47 Visualisasi adalah salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengkonkritkan sesuatu yang abstrak. Gambar

dua dimensi atau model tiga dimensi adalah visualisasi yang sering dalam proses belajar mengajar. Visualisasi pada proses pembelajaran berkembang dalam bentuk gambar bergerak

(animasi) yang dapat ditambahkan suara (audio). 48 Edgar Dale dalam Lisnawati menggambarkan pentingnya

visualisasi dan verbalistis dalam pengalaman belajar yang disebut

45 Ibid. 46 Ibid. 47 Ibid. 48 Ibid., h.21

“Kerucut pengalaman Edgar Dale” dikemukakan bahwa ada suatu kontinum dan konkrit ke abstrak antara pengalaman langsung, visual dan verbal dalam menanamkan suatu konsep atau pengertian. Semakin konkrit pengalaman yang diberikan akan lebih

menjamin terjadinya proses belajar. 49

c. Kelebihan Animasi 3D Media animasi 3D memiliki beberapa kelebihan dibandingkan media animasi 2D lainnya. Kelebihan dari animasi 3D tersebut adalah:

1) Gambar bergerak (motion). Animasi 3D memiliki kelebihan untuk menampilkan gambar bergerak yang cukup esensial digunakan untuk pembelajaran yang menuntut penguasaan sebuah materi.

2) Tekstur objek 3D yang lebih hidup.

3) Proses animasi 3D memiliki kelebihan untuk memaparkan atau menampilkan langkah-langkah secara operasional.

4) Pengamatan yang nyata. Animasi 3D dapat menciptakan suasana aman terhadap suatu kejadian yang membahayakan. Contohnya: proses kejadian tsunami. Sesuai untuk pembelajaran keterampilan. Penelitian mengidentifikasikan bahwa penguasaan tentang kemampuan fisik membutuhkan pengamatan yang berulang-ulang dan disertai dengan kegiatan praktek. Kita ketahui bahwa animasi 3D memiliki kemampuan untuk mengulang-ulang gambar sehingga

49 Ibid.

materi pelajaran dapat diberikan lebih mudah, efektif dan efisien. 50

d. Kelemahan Animasi 3D Media animasi 3D memiliki beberapa kelemahan yang diharapkan dapat menjadi pertimbangan dalam memanfaatkannya sebagai media pembelajaran. Adapun kelemahannya sebagai berikut:

1) Salah penafsiran. Pada berbagai adegan yang ditampilkan oleh animasi 3D bisa saja terjadi salah ditafsirkan oleh anak. Hal ini disebabkan kemampuan keterbacaan setiap anak terhadap suatu objek akan berbeda. Atau gambar yang ditampilkan kurang mencirikan suatu objek yang diharapkan. Sehingga dalam hal ini, anak harus mendapat bimbingan dan pengarahan yang intensif dari guru.

2) Fenomena statis. Animasi 3D adalah media audio-visual yang berguna untuk konsep tentang gambar bergerak, sehingga tidak cocok untuk menampilkan gambar-gambar yang statis, seperti diagram, peta, dan sebagainya di dalam jangka waktu yang cukup lama.

3) Logistik. Penyediaan dan pemanfaatan alat dan sarana yang menunjang media ini cukp relatif rumit. Untuk itu dibutuhkan perencanaan yang matang sebelum menggunakannya di dalam

proses pembelajaran. 51

50 Ibid., h.23 51 Ibid., h.24-25

8. Perbedaan dan Persamaan Media Grafis dengan Media Animasi

Media grafis dan media animasi memiliki perbedaan yang disajikan dalam tabel berikut:

Tabel 2.1 Perbedaan dan Persamaan Media Grafis dengan Media Animasi

Media Grafis Media Animasi

Penyajian pesan hanya berupa Penyajian pesan dapat unsur visual.

dikombinasikan antara unsur visual dan unsur audio

Media grafis adalah media visual Animasi adalah sebuah proses yang menyajikan fakta, ide atau

merekam dan memainkan kembali gagasan melalui penyajian kata-

serangkaian gambar statis untuk kata, kalimat, angka-angka, dan

mendapatkan sebuah ilusi simbol/gambar

pergerakan

gambar diam/statis gambar bergerak Biaya pembuatannya murah dan

Biaya pembuatannya mahal dan membutuhkan sedikit waktu

membutuhkan banyak waktu Dalam pembuatannya tidak

Membutuhkan keterampilan khusus terlalu rumit

dalam pembuatannya

9. 3D Studio Max

Software 3D Studio Max merupakan salah satu aplikasi 3 dimensi visualisasi dan animasi, selain 3D Studio Max beberapa software lainnya antara lain; Alias Maya, Discreet 3D Studio Max, Discreet 3ds viz, ligthwave dll. 3D Studio Max digunakan untuk membuat bentuk tiga dimensi (visualisasi) dan membuat gambar tiga dimensi bergerak (animasi). Dewasa ini penggunaan visualisasi dan animasi 3D menjadi sebuah trend tersendiri, bisa disaksikan pada siaran-siaran televisi baik itu iklan maupun film. Sedangkan dibidang arsitektur penggunaan visualisasi

3D juga makin disukai, sebelum sebuah bangunan atau gedung dibuat seseorang sudah dapat melihat secara detail bentuk gedung tersebut. 52

Gambar 2.1 Layar utama 3D Studio Max Pemula yang ingin mempelajari 3D Studio Max hal yang pertama kali harus dilakukan adalah penguasaan tool, dan menu-menu yang ada, ini

akan sangat membantu ketika akan memanipulasi suatu objek. 53

10. Macromedia Flash

Macromedia Flash 8 merupakan software yang dirancang untuk membuat animasi berbasis vektor dengan hasil yang mempunyai ukuran yang kecil. Awalnya software ini memang diarahkan untuk membuat animasi atau aplikasi berbasis internet (online). Pada perkembangannya banyak digunakan untuk membuat animasi atau aplikasi yang bukan berbasis internet (offline). Dengan Actionscript 2.0 yang dibawanya, Flash

8 dapat digunakan untuk mengembangkan game atau bahan ajar seperti kuis atau simulasi. 54

52 http://uin-alauddin.ac.id/m4teri/BAB1_mengenal_3DSMax.pdf h.2 (online 10 Desember 2013)

53 Ibid., h.5 54 http://pakyo.files.wordpress.com/2008/09/mengenal-macromedia-flash-8-

Flash 8 yang digunakan untuk animasi atau pembuatan bahan ajar interaktif tidaklah sulit, tool-tool yang tersedia cukup mudah digunakan, beberapa template dan komponen juga sudah disediakan dan siap

digunakan. 55 Tampilan standar jendela kerja Flash 8, saat memulai membuat file

baru adalah seperti gambar berikut:

Gambar 2.2 Jendela kerja Macromedia Flash 8

11. Pandangan al-Qur'an Tentang Gas dan Riwayat Materi Pertama Pembentuk Alam Semesta

Ilmu pengetahuan modern, ilmu astronomi, baik yang berdasarkan pengamatan maupun berupa teori, dengan jelas menunjukkan bahwa pada suatu saat awal pembentukan seluruh alam semesta masih berupa 'gumpalan asap' (yaitu komposisi gas yang sangat rapat dan tak tembus pandang, The First Three Minutes, a Modern View of the Origin of the Universe , Weinberg, hal. 94-105.). Hal ini merupakan sebuah prinsip yang tak diragukan lagi menurut standar astronomi modern. Para ilmuwan

55 Ibid., 55 Ibid.,

Bintang-bintang yang berkilauan di malam hari, sebagaimana seluruh alam semesta, dulunya berupa materi 'asap'. 57 Allah berfirman di

dalam Al Qur'an:

ٌناَخُد َيِهَو ِءاَمَّسلا يَلِإ ٰىَوَتْسا َّمُث

Artinya : Kemudian Dia menuju kepada penciptaan langit dan langit itu

masih merupakan asap,... 58

Karena bumi dan langit di atasnya (matahari, bulan, bintang, planet, galaksi dan lain-lain) terbentuk dari 'gumpalan asap' yang sama, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa matahari dan bumi dahulu merupakan satu kesatuan. Kemudian mereka berpisah dan terbentuk dari 'asap' yang homogen. Allah telah berfirman:

          

Artinya : Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah

suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. 59

56 http alhabib.com, Asal Mula Alam Semesta - Keajaiban Ilmiah Al Qur'an, (online tanggal 12 Desember 2014)

57 Ibid., 58 Al Fushshiilat [41] : 11 59 Al Anbiya [21] : 30

Para penafsir al-Qur'an dan komentator Nahj al-Balâgha dengan memperhatikan kemampuan-kemampuan ilmu baru dan kemajuan sains, teori-teori dan pandangan-pandangan dari fisikawan, menafsirkan ayat- ayat dan riwayat yang terkait dengan masalah ini: "Tanpa ragu bahwa yang dimaksud dengan redaksi "dukhan" (asap) dalam al-Qur'an bukanlah asap yang dikenal secara umum; karena asap dikenal berasal dari api. Sementara dukhan (asap) dalam bahasa al-Qur'an bukanlah bersumber dari api, melainkan dari asap yang berasal dari air akibat banyaknya gelombang-gelombang.

Amirul Mukminin As yang menegaskan bahwa penciptaan semesta berasal dari air tidaklah berseberangan dengan al-Qur'an; karena tidak ada dalil-dalil dan bukti-bukti bahwa yang air dimaksud oleh Baginda Ali

adalah air yang terbentuk dari oksigen (O 2 ) dan hydrogen (H 2 O). Bahkan boleh jadi yang dimaksud oleh Imam Ali As adalah materi madzâb (yang mencair). Karena masyarakat pada waktu itu belum mengenal materi madzâb (yang mencair) sehingga beliau menyebut materi tersebut sebagai air; karena materi madzâb (yang mencair) juga seperti air yang mengalir dan selalu bergerak (in flux).

Pandangan Imam Ali dengan teori baru yang mengatakan: Materi utama alam semesta adalah madzâb (yang mencair) tidak bertentangan antara satu dengan yang lain; karena Imam As berkata: "Karena akibat pengaruh gerakan air (atau materi madzâb (yang mencair)) terbentuklah buih. Dan yang dimaksud dengan buih adalah atom-atom yang berasal dari Pandangan Imam Ali dengan teori baru yang mengatakan: Materi utama alam semesta adalah madzâb (yang mencair) tidak bertentangan antara satu dengan yang lain; karena Imam As berkata: "Karena akibat pengaruh gerakan air (atau materi madzâb (yang mencair)) terbentuklah buih. Dan yang dimaksud dengan buih adalah atom-atom yang berasal dari

atasnya. 60

12. Teori Kinetik Gas

Teori kinetik gas adalah teori yang menggunakan tinjauan tentang gerak dan energi partikel-partikel gas untuk menyelidiki sifat-sifatnya secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel gas

tersebut. 61

Gambar 2.4 Balon udara panas

Pada pembahasan teori kinetik gas, gas yang ditinjau adalah gas ideal, yaitu gas yang memenuhi Hukum Boyle-Gay Lussac. 62

a. Pengertian Mol dan Massa Molekul

Satu mol zat adalah banyaknya zat yang mengandung (bilangan Avogadro) molekul/partikel. 63 Hasil percobaan menunjukkan

60 http: Pandangan al-Qur'an dan riwayat tentang materi pertama pembentuk alam semesta.htm (Online tanggal 12 Desember 2014)

61 Sunardi dan Etsa Indra Irawan. FISIKA BILINGUAL SMA/MA Untuk SMA/MA Kelas XI. Bandung: CV.Yrama Widya. 2006. h. 445 62

23 bilangan Avogadro adalah 6,022 x10 , molekul/mol yaitu banyak atom karbon (partikel) dalam 12 g C-12. 64

Perthitungan massa dalam satuan SI menggunakan satuan kilogram, maka nilai diganti dengan nilai ekivalennya.

N A = 6,002 x

N A = 6,002 x

26 N 65

A = 6,002 x 10 molekul/kmol Massa molekul M adalah massa satu kilomol zat yang

dinyatakan dalam kg. 66 Massa molekul C-12 adalah 12 kg/kmol (dalam ilmu kimia, masssa molekul, M, dinyatakan dalam g/mol, M C-12 = 12

g/mol); M gas hidrogen = 2 kg/kmol; M gas O 2 67 = 32 kg/kmol. Massa satu molekul suatu zat m 0 adalah massa satu molekul zat yang

dinyatakan dalam kg. 68 Karena 1 mol setiap zat mengandung

molekul, massa satu molekul zat dapat dinyatakan sebagai berikut:

63 Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 2006, Jakarta : Erlangga, 2006, h.285 64

65 Ibid., Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 2006, Jakarta : Erlangga,

2006, h.285

67 Marthen Kanginan, Seribu Pena Fisika SMU Kelas 3, Jakarta: Erlangga, 1999, h.84 Ibid., 68 David Halliday, Robert Resnick & Jearl Walker, DASAR-DASAR FISIKA VERSI

DIPERLUAS JILID SATU, 69 Tangerang: BinarupaAksara, h.778

M adalah massa (dalam kg) dari satu kilomol zat. Suatu zat yang bermassa m kg memiliki n kmol, hubungan antara massa total zat, m, dan besar mol n dapat ditentukan dari persamaan berikut:

dimana: m = massa total zat (kg) n = jumlah zat (mol)

M = massa molekul (kg/kmol) 72 Suatu gas yang memiliki jumlah molekul , dan setiap mol gas

mengandung N A molekul/mol. Hubungan antara banyak mol dengan jumlah molekul gas dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

dimana: N = Jumlah molekul (molekul/partikel) n = jumlah zat (mol)

23 N 74

A = bilangan Avogadro (6,022 X 10 molekul/mol)

b. Pengertian Gas Ideal

70 Ibid., 71 Ibid., 72 Ibid.,

73 David Halliday, Robert Resnick & Jearl Walker, DASAR-DASAR FISIKA VERSI

DIPERLUAS JILID SATU 74 …, h.778

Berdasarkan hasil eksperimen, diketahui bahwa semua gas dengan komposisi kimia apapun pada suhu tinggi dan tekanan rendah cenderung mempertahankan suatu hubungan sederhana tertentu di

antara sifat-sifat makroskopisnya, yaitu tekanan, volume dan suhu. 75 Hal ini menganjurkan adanya konsep tentang gas ideal yang memiliki

sifat makroskopis yang sama pada kondisi yang sama. 76 Gas ideal adalah gas yang memenuhi asumsi-asumsi sebagai

berikut:

1) Gas terdiri dari molekul-molekul yang sangat banyak dan jarak pisah antarmolekul jauh lebih besar daripada ukurannya. Molekul ini dapat

berupa atom maupun kelompok atom.

2) Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadah.

3) Molekul-molekul memenuhi hukum gerak Newton, tetapi secara keseluruhan mereka bergerak lurus secara acak dengan kecepatan tetap. Gerak secara acak maksudnya bahwa tiap molekul dapat bergerak sama dalam setiap arah.

4) Molekul-molekul mengalami tumbukan lenting sempurna satu sama lain dan dengan dinding wadahnya. Jadi, dalam tumbukan, energi kinetik adalah konstan.

5) Gaya-gaya antarmolekul dapat diabaikan, kecuali selama satu tumbukan yang berlangsung sangat singkat.

76 Supiyanto, Fisika 2 Untuk SMA/MA..., h.220

6) Gas yang dipertimbangkan adalah suatu zat tunggal, sehingga semua molekul adalah identik. 77

Sifat-sifat gas semacam ini tidak dapat ditemukan di alam, akan tetapi, model gas ideal dapat didekati dengan gas yang berada pada

tekanan rendah dan temperatur kamar. 78

c. Persamaan Umum Gas Ideal

Semua gas dengan komposisi kimia apapun pada suhu tinggi dan tekanan rendah cenderung memperlihatkan suatu hubungan sederhana tertentu diantara sifat-sifat makroskopisnya, yaitu tekanan

(P), volume (V), dan temperatur mutlak (T). 79 Hubungan ketiga variabel tersebut sebagai berikut:

1) Hukum Boyle Hukum Boyle menjelaskan hubungan tekanan dengan volume

pada temperatur tetap (isoterm). 80 Robert Boyle (1627-1691) adalah Seorang ilmuwan yang menyelidiki hubungan volume dengan

tekanan gas. 81

78 Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 2006

1/3 V …, h.293-294

79 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 241 80 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI, Jakarta:Phibeta, 2006, h.220 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 242 81

Gambar 2.5 Visualisasi Hukum Boyle

Boyle menemukan bahwa apabila suhu gas dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. Hasil kali tekanan dan volume gas pada

temperatur tetap adalah konstan. 82 Secara matematis, pernyataan diatas dinyatakan sebagai berikut:

PV = konstan 84

Untuk gas yang berada dalam dua keadaan keseimbangan yang berbeda pada suhu konstan, memenuhi persamaan berikut:

P 85

1 V 1 =P 2 V 2

Dimana: P 2

1 = Tekanan gas pada keadaan 1 (N/m ) P 2

2 = Tekanan gas pada keadaan 2 (N/m )

1 = Volume gas pada keadaan 1 (m )

3 V 86

2 = Volume gas pada keadaan 2 (m )

83 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI …, h 221

Douglas. C. Giancoli, FISIKA Jilid 1 Edisi ke-5, Jakarta: Erlangga , 2001, h.460 84 85 Ibid.,

Gambar 2.6 menunjukkan hubungan antara tekanan dan volume gas pada temperatur tetap, Kurva yang terjadi disebut kurva

isotermal 87 yang artinya bersuhu sama.

T = Konstan

Gambar 2.6 Grafik Hukum Boyle

2) Hukum Charles Jacques Charles(1747-1823) adalah seorang ilmuwan yang

menemukan bahwa temperatur gas mempengaruhi volume gas . 88

3V 3T

2V 2T

86 87 Ibid., 88 Douglas. C. Giancoli, FISIKA Jilid 1 Edisi ke-5, Jakarta: Erlangga , 2001, h.460 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 243

Gambar 2.7 Visualisasi Hukum Charles

Charles menemukam bahwa, apabila tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas

sebanding dengan suhu mutlaknya. 89 Secara matematis dinyatakan sebagai berikut:

V 90 T 91

= Konstan

Untuk gas yang berada dalam dua keadaan keseimbangan yang berbeda pada tekanan konstan, memenuhi persamaan berikut:

Dimana: = Suhu gas pada keadaan 1 (K)

= Suhu gas pada keadaan 2 (K)

3 = Volume gas pada keadaan 1 (m )

3 93 = Volume gas pada keadaan 2 (m )

V (m )

p = Konstan

T (°C)

89 -273°C T 1 T 2

90 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI …, h 222

91 Ibid., 92 Ibid., 93 Ibid.,

Gambar 2.8 Grafik Hukum Charles

Gambar 2.8 menunjukkan hubungan antara temperatur dan volume gas pada tekanan tetap, Kurva yang terjadi disebut kurva

isobarik 94 yang artinya bertekanan sama. Jika garis digambarkan sampai temperatur rendah grafik akan memotong sumbu x disekitar -

273°C atau 0 K. Hal ini menunjukkan bahwa semua gas jika dapat didinginkan sampai suhu -273°C atau 0 K, maka volume gas tersebut

akan mendekati nilai nol. 95 Dengan demikian temperatur ini adalah temperatur terendah yang dapat dicapai gas yang disebut temperatur

nol mutlak. 96 Nol mutlak merupakan dasar bagi skala temperatur yang dikenal sebagai skala mutlak atau skala Kelvin. 97

3) Hukum Gay Lussac Josep Gay Lussac adalah seorang ilmuwan yang menyelidiki Hubungan tekanan dan temperatur gas pada volume tetap.

Gay Lussac menyatakan bahwa apabila volume gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan

gas sebanding dengan suhu mutlaknya. 98 Secara matematis dinyatakan sebagai berikut:

P 99 T

94 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI

95 …, h 222

Douglas. C. Giancoli, FISIKA Jilid 1 Edisi ke-5, Jakarta: Erlangga , 2001, h.461 96 Ibid., 97 Ibid., 98

99 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI.., h223

Gambar 2.9 Visualisasi Hukum Gay Lussac Untuk gas yang berada dalam dua keadaan keseimbangan

yang berbeda pada volume konstan, memenuhi persamaan berikut:

P 1 P 2 101

Dimana:

1 = Suhu gas pada keadaan 1 (K)

2 = Suhu gas pada keadaan 2 (K) P 2

1 = Tekanan gas pada keadaan 1 (N/m )

2 P 102

2 = Tekanan gas pada keadaan 2 (N/m )

P (N/m 2 ) v = Konstan

T (°K) T 1 T 2

100 101 Ibid., 102 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI..., h223

Gambar 2.10 Grafik Hukum Gay Lussac Gambar 2.10 menunjukkan hubungan antara temperatur dan tekanan pada volume tetap, Kurva yang terjadi disebut kurva

isokhorik 103 yang artinya bervolume sama.

4) Hukum Boyle-Gay Lussac Para ilmuwan telah menemukan tiga hukum keadaan gas, yaitu Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Gay Lussac. Ketiga hukum ini dapat digabungkan menjadi satu persamaan. Hasil gabungan ketiga hukum tersebut dikenal sebagai hukum Boyle-Gay

Lussac. 104 Hukum ini dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut:

= Konstan 105

Persamaan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk lain sebagai berikut.

p 1 1 p 2 2 106

Dimana: p 2

1 = Tekanan gas pada keadaan 1 (N/m ) p 2

2 = Tekanan gas pada keadaan 2 (N/m )

1 = Volume gas pada keadaan 1 (m )

3 2 = Volume gas pada keadaan 2 (m )

1 = Suhu gas pada keadaan 1 (K)

104 Ibid., 105 Marthen Kanginan, Seribu Pena Fisika SMU Kelas 3 …, h.84 106 Ibid.,

107 2 = Suhu gas pada keadaan 2 (K) Persamaan Boyle-Gay Lussac berlaku untuk percobaan gas

ideal dalam bejana tertutup (tidak ada kebocoran) sehingga massa gas tetap selama percobaan. Jika suhu mutlak T tetap, dihasilkan PV

= tetap, jika tekanan P tetap, dihasilkan tetap. Jika massa atau mol gas diubah, misalnya menggandakan mol gas, n, dengan menjaga

tekanan dan suhu tetap, dihasilkan volum V yang berlipat ganda (lipat dua. Karena itu, pada ruas kanan persamaan Boyle-Gay Lussac dapat ditulis bilangan tetap dengan nR, dengan R adalah konstanta yang diperoleh dari percobaan, sehingga diperoleh persamaan umum yang berlaku untuk gas ideal yang disebut persamaan keadaaan gas

ideal. 108

PV = nRT 109

Dimana: p = Tekanan gas (N/m 2 )

V = Volume gas (m 3 ) = Suhu gas pada keadaan 1 (K)

n = Jumlah zat (mol) R = Konstanta gas umum (R = 8,31 J/mol K atau R = 0,082 L atm/mol K) 110

107 Ibid., 108

109 Ibid., h.288 Ibid., 110 Ibid.,

Persamaan umum gas ideal juga dapat dinyatakan dalam

besaran massa gas (satuan Kg). Caranya dengan mensubtitusi n = kedalam persamaan keadaaan gas ideal, yaitu:

PV = nRT 111 PV = RT

Persamaan umum gas ideal juga dapat dinyatakan dalam besaran massa jenis gas sebagai berikut:

P 112

Persamaan umum gas ideal juga dapat dinyatakan dalam besaran banyaknya partikel gas, N. Banyaknya partikel, N, adalah hasil kali banyak mol gas, n, dengan bilangan Avogadro, ฀ ฀

n 113

atau n

Jika nilai n = dimasukkan ke persamaan PV = nRT, diperoleh

persamaan berikut:

Dengan k maka persamaan di atas dapat dinyatakan sebagai berikut:

111 Marthen Kanginan, FISIKA 2B untuk SMA kelas XI KTSP 2006, Jakarta: Erlangga, 2002, h.182

112 Ibid.,

114 Ibid., Ibid., 115

Marthen Kanginan, FISIKA 2B untuk SMA kelas XI KTSP 2006, Jakarta: Erlangga, Marthen Kanginan, FISIKA 2B untuk SMA kelas XI KTSP 2006, Jakarta: Erlangga,

k disebut tetapan Boltzmann, yang bernilai

8314 kmol 1 K 1

k= -1 117 = = 1,38 x 10 JK

6 2 1 26 molekul kmol

Kondisi suhu dan tekanan standard gas (standard conditions of temperature and pressure ) biasanya disingkat STP adalah suhu standar gas yang dapat digunakan untuk membandingkan berbagai gas berbeda, yaitu 0°C = 273,15°K dan tekanan tepat 1 atm = 760

mmHg. 118

d. Formulasi Tekanan Gas Dalam Wadah Tertutup

Tekanan gas di dalam sebuah ruangan tertutup sama dengan tekanan gas pada dindingnya akibat ditumbuk molekul-molekul gas. Gaya tumbukan yang merupakan laju momentum terhadap dinding

inilah yang memberikan tekanan gas. 119 Pada Gambar 2.11 suatu gas ideal yang terkurung dalam sebuah

ruangan kubus dengan rusuk L. Sebuah molekul gas bermassa yang sedang bergerak menuju dinding T, misalkan komponen kecepatannya

terhadap sumbu x adalah .

Dengan menggunakan mekanika Newton, persamaan tekanan gas di dalam sebuah ruangan tertutup dapat diturunkan. Molekul ini akan memiliki komponen momentum terhadap sumbu x sebesar

117 Marthen Kanginan, FISIKA 2B untuk SMA kelas XI KTSP 2006.., h.182

Ibid., 118 Ralph H. Petrucci dkk, KIMIA DASAR Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern Edisi-

9 jilid 1, Jakarta: Erlangga, 2011, h.184 119 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 249 9 jilid 1, Jakarta: Erlangga, 2011, h.184 119 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 249

Dinding T

Dinding S m 0 m 0

XL

Gambar 2.11 Molekul gas ideal dalam ruang kubus tertutup

Perubahan momentum molekul gas adalah sebagai berikut: Δp = momentum akhir – momentum awal Δp = (-m 121

0 v 1x ) –m 0 v 1x = -2m 0 v 1x

121 Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 2006 …, h.294

Molekul harus menempuh jarak 2L (dari dinding S ke T dan kembali lagi ke S) sebelum selanjutnya bertumbukan dengan dinding S. Selang waktu untuk perjalan molekul adalah sebagai berikut:

Laju perubahan momentum molekul sehubungan dengan tumbukan dengan dinding S adalah sebagai berikut:

p 2m 1x 2 m 1x 123

2 1x

Dari bentuk umum hukum ke II Newton diketahui bahwa laju perubahan momentum terhadap waktu tidak lain adalah gaya yang dikerjakan molekul pada dinding. Sehingga dapat ditulis sebagai berikut:

F=

Karena luas dinding S adalah L 2 , tekanan gas P adalah gaya per satuan luas dapat ditulis sebagai berikut:

F m 2 m 2 1x 1x 125

P= =

Jika ada sejumlah N molekul gas dalam ruangan tertutup dan kecepatan komponen X-nya adalah 1x , 2x , …….., x , tekanan total gas pada dinding S dapat ditulis sebagai berikut:

123 Ibid., h.295 Ibid., 124

Marthen Kanginan, 125 FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 6…, h.295 Marthen Kanginan, 125 FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 6…, h.295

dengan ̅̅̅̅ adalah rata-rata kuadrat kelajuan pada sumbu X. v 2 x Tekanan gas di dalam suatu ruang tertutup dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

Dengan: Tekanan gas (Pa)

Massa sebuah molekul (kg) ̅̅̅ Rata-rata kuadfrat kelajuan (m/s) 2

Banyak molekul (partikel)

3 Volume gas (m 128 )

e. Energi Kinetik Rata-Rata Molekul Gas

Sebuah benda yang bergerak akan mempunyai energi kinetik, begitu pula molekul gas yang sedang bergerak juga memiliki energi

kinetik. 129

Gambar 2.12 Energi molekul gas ideal

126 Ibid., 127 Ibid., 128 Ibid., 129

h.296 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 254

Energi kinetik rata-rata molekul gas E ̅̅̅, dapat ditentukan dengan k menggunakan persamaan berikut:

3 E 130 ̅̅̅

Dengan k =

23 1 1 38 1 131 K disebut tetapan Boltzmann.

Dari persamaan ̅̅̅ E k

2 k , dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1) Suhu gas pada persamaan E ̅̅̅ k 2 k tidak mengandung bersaran .

Ini berarti, banyak molekul per satuan volume tidak mempengaruhi

suhu gas.

2) Persamaan E ̅̅̅ k

2 k menyatakan bahwa suhu gas hanya berhubungan dengan gerak molekul (energi kinetik atau kecepatan

molekul). Makin cepat gerak molekul gas, makin tinggi suhu gas. 132

2 k hanya berlaku jika jenis gas adalah gas monoatomik. Untuk jenis gas

Energi kinetik rata-rata molekul gas pada persamaan E ̅̅̅ k

diatomik atau poliatomik, persamaan ̅̅̅ E k 2 k tidak berlaku.

f. Kelajuan Efektif Gas

Persamaan p

3 m v 2 ̅( ) menunjukkan bahwa tekanan gas berhubungan dengan rata-rata dari kuadrat kelajuan ฀ 134 ̅̅̅̅.

130 Ibid.,

132 Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 2006 …, h.297 Ibid., 133

134 Marthen Kanginan, FISIKA untuk SMA kelas XI KTSP 6…, h.297 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 255

Gambar 2.13 Vektor kecepatan molekul gas Molekul-molekul gas tidak seluruhnya bergerak dengan

kecepatan yang sama, maka v ̅ memiliki arti definisi tersendiri. 2 Kelajuan efektif v RMS (RMS = root mean square) didefinisikan sebagai

akar dari rata-rata kuadrat kelajuan, ฀ ̅̅̅̅ Kelajuan efektif v RMS dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

v 135

RMS = √v ̅ 2

Dimana: v RMS (RMS = root mean square) = Kelajuan efektif (m/s)

1) Hubungan Kelajuan Efektif Gas dengan Suhu Mutlaknya Hubungan kelajuan efektif gas dengan suhu mutlaknya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

3k 136

v RMS √

Dengan adalah massa sebuah molekul gas.

135 136 Setya Nurachmandani, Fisika 2 Untuk SMA/MA Kelas XI …, h.249

2) Perbandingan Kelajuan Efektif Berbagai Gas Perbandingan kelajuan efektif berbagai gas dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

v RMS √

3R 137

3) Menghitung Kelajuan Efektif dari Data Tekanan Kelajuan efektif gas dapat ditentukan dari data tekanan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

3p 138

v RMS = √

Dengan adalah massa jenis gas.

g. Teori Ekipartisi dan Energi Dalam Gas

Gas-gas di udara ada yang berupa atom yang berdiri sendiri atau gas-gas yang merupakan senyawa, yang terdiri dari dua atom atau

lebih. 139 Gas yang terdiri dari satu macam atom disebut gas monoatomik, seperti gas helium (He).

Gas yang terdiri dari dua atom disebut gas diatomik, seperti gas oksigen (O 2 ), gas nitrogen (N 2 ), dan gas hidrogen (H 2 ). Sedangkan gas yang terdiri dari tiga atom atau lebih disebut gas poliatomik, seperti uap

air (H 140

2 O), gas karbondioksida (CO 2 ), dan gas etana (C 2 H 6 ).

137 Ibid., 138 Ibid., 139 140 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 259

(a)

(b)

Gambar 2.14 (a) Gas diatomik dan (b) Gas poliatomik

1) Teori Ekipartisi Berdasarkan sifat gas ideal, partikel-partikel gas bergerak

dengan laju dan arah yang beraneka ragam. 141 Moleku gas monoatomik bergerak secara translasi dengan arah gerak pada

sumbu x, y, dan z. Energi kinetik molekul gas monoatomik dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

2 m ̅̅̅̅ v

2 m v ̅̅̅̅ y 2 m ̅̅̅̅ v z 2 k

Persamaan di atas menunjukkan bahwa sebuah partikel gas monoatomik dapat bergerak pada tiga arah yang berbeda. Gas

141 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 259 142 Ibid., 141 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 259 142 Ibid.,

Gas monoatomik mempunyai tiga derajat kebebasan. Tiga derajat kebebasan ini disebabkan gerak translasi molekul gas. Energi kinetik rata-rata partikel dapat dihitung dengan menggunakan teorema ekipartisi energi, yang menyatakan bahwa: “ ika pada suatu sistem yang mengikuti Hukum Newton tentang gerak dan mempunyai suhu mutlak T, maka setiap derajat kebebasan (f), suatu

partikel memberikan kontribusi

2 k pada energi rata-rata partikel 144 ”, Energi rata-rata molekul gas dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan berikut:

1 E 145 ̅̅̅̅ E

̅̅̅ f ( k kT)

Gas diatomik mempunyai dua atom yang saling berikatan. molekul gas diatomik digambarkan sebagai dua buah bola yang

dihubungkan oleh batang pegas khayal. 146

yx

Gambar 2.15 Gerak translasi molekul gas diatomik

143 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 259 144 Bambang Haryadi, Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XI , Jakarta : Pusat Perbukuan,

Departemen Pendidikan Nasional, 2009, h. 189 145 146 Ibid.,

Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 260

Pusat massa molekul melakukan gerak translasi dengan komponen energi kinetik pada arah sumbu x, y, dan z. Psartikel- partikel gas selain melakukan gerak translasi juga terjadi gerak antar atom dalam molekul yang mengakibatkan partikel melakukan gerak

rotasi. 147

Gambar 2.16 Gerak rotasi dan vibrasi molekul gas diatomik Pada suhu sedang (±500 K) molekul diatomik bergerak rotasi

terhadap sumbu x, y, dan z, memiliki energi kinetik rotasi masing-

masing I x ω x , I y ω y ,

I z , kedua atom merupakan massa titik

dengan batang penghubung terletak pada sumbu x sebagai poros, momen inersia terhadap sumbu x, yaitu I x = 0 . energi kinetik rotasi

x = 0. Gerak rotasi hanya memiliki dua komponen energi kinetik yaitu EK y dan EK z . Gerak

terhadap sumbu x yaitu EK x = I x

rotasi molekul hanya memiliki dua derajat kebebasan. Gas diatomik melakukan 5 gerak yaitu, 3 gerak translasi dan 2 gerak rotasi. 148

147 Ibid., 148 Abdul Haris Humaidi. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XI.., h. 260

Pada suhu sedang (±500 K) gas diatomik mempunyai 5 derajat kebebasan. Energi kinetik pada gas diatomik dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

1 E 149 ̅̅̅ = 5 (

kT)

Derajat kebebasan dihubungkan dengan energi kinetik translasi, energi kinetik rotasi, energi kinetik vibrasi, dan energi potensial vibrasi. Gas poliatomik memiliki derajat kebebasan yang lebih besar. Energi kinetik yang dimiliki tidak hanya energi kinetik

translasi dan rotasi, tetapi juga vibrasi dan energi potensial vibrasi. 150 Gerak vibrasi memiliki dua derajat kebebasan yaitu dua jenis

bentuk energi. Kedua bentuk energi pada gerak vibrasi yaitu energi

kinetik vibrasi EK = mv dan energi potensial elastik EP = kx .

Berdasarkan analisis data percobaan, jenis gerak yang dialami molekul bergantung pada suhu molekul gas. 152 Gas diatomik pada

suhu rendah (±250 K), terjadi gerak translasi sehingga hanya memiliki 3 derajat kebebasan. pada suhu sedang (±500 K), terjadi gerak translasi dan rotasi sehingga memiliki 5 derajat kebebasan. Sedangkan pada suhu tinggi (±1000 K) terjadi gerak translasi, rotasi,

dan vibrasi sehingga memiliki 7 derajat kebebasan. 153

h. Energi Dalam pada Gas Ideal

149 150 Ibid., Dwi Satya Palupi,

Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XI…, h.266 Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI..., h226 152 153 Ibid.,

Supiyanto, FISIKA SMA Kelas XI..., h226

Energi internal atau energi dalam adalah energi yang ada di dalam sistem. Energi tersebut merupakan sifat mikroskopik zat yang tidak

tampak dari luar. 154 Gas ideal yang terkurung dalam sebuah wadah tertutup mengandung banyak sekali molekul. Energi dalam suatu gas

ideal sering diberikan notasi U, didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik seluruh molekul gas yang terdapat dalam wadah tertutup. Energi dalam gas ideal dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

1 1 E 155 ̅̅̅ f (

2 k) f 2 nR

1) Gas monoatomik (f = 3) seperti He, Ne, dan Ar.

f=3;U=3N (

2) Gas diatomik seperti H 2 ,O 2 , dan H 2 .

pada suhu rendah (±250 K)

f=3;U=3N (

pada suhu sedang (±500 K)

f=5;U=5N (

pada suhu tinggi (±1000 K)

f=7;U=7N ( k)= nRT